Флуктуации вакуума впервые измерили напрямую

Группа учёных из Университета Констанцы в Германии утверждает, что им впервые удалось напрямую задетектировать квантовые флуктуации вакуума. Работа опубликована в журнале Science, кратко о ней сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию N+1.

Свои измерения учёные проводили в терагерцовом диапазоне электромагнитных волн, лежащем между инфракрасным излучением и микроволнами. Для этого использовался один из стандартных электрооптических методов с применением сверхкоротких оптических импульсов. Этот метод позволил впервые получить от квантовых флуктуаций сигнал напрямую,без усиления.

Квантовые флуктуации вакуума представляют собой одно из фундаментальных свойств нашего мира и являются следствием принципа неопределённости Гейзенберга. Согласно этому принципу, электрическое и магнитное поля не могут быть одновременно точно равны нулю даже в абсолютной пустоте в отсутствии каких-либо волн. Это приводит к тому, что в вакууме существуют так называемые виртуальные фотоны, которые проявляют себя как электромагнитный шум.

О существовании квантовых флуктуаций было известно давно, и ещё в 1947 году они были экспериментально измерены Уиллисом Лэмбом и Эрнестом Резерфордом по их влиянию на спектр излучения атома водорода. Однако и этот, и последующие эксперименты регистрировали виртуальные фотоны косвенными методами - через их опосредованное влияние на другие физические объекты.

В настоящей работе была предпринята попытка измерить электромагнитный шум, вызванный квантовыми флуктуациями, напрямую. Для этого экспериментаторы применили один из популярных методов измерения электромагнитных полей терагерцового диапазона.